Експлуатаційні характеристики та застосування титанових матричних анодів

Титан і його сплави мають чудову стійкість до корозії, хороші електрокаталітичні властивості, високу механічну міцність, тривалий термін служби та інші переваги. Титанові аноди, що використовують титан як підкладку, широко використовуються в електролізній промисловості. Давайте розглянемо застосування анодів на основі титану в різних галузях промисловості.

1. Хлорно-лужна промисловість
У хлорно-лужній промисловості, оскільки реакція електролізу триває в електролізері з іонною мембраною, через змінне та складне середовище анодної камери електролізер продовжуватиме виробляти токсичні та шкідливі речовини Cl2, CI, CIO. З підвищенням температури (85°C) присутність цих речовин посилить корозію титанової пластини анода. Циркуляція газу і рідини в анодній камері також сильно пошкоджує електрод і титанову пластину. Після розриву іонної мембрани катодний розчин (кислотний, лужний) потече в анодну камеру, викликаючи сильну корозію титанової пластини, а потім викликаючи витік і перфорацію електролізера. Відповідно до морфології корозії іонного резервуара можна побачити, що вона в основному відбувається в провідних покриттях, газорідинних сепараторах, титанових пластинах та інших місцях. Тому головним пріоритетом стало розробка високостійкого до корозії електролізера з іонною мембраною.

Анодна камера іонного резервуара здебільшого використовує титанові пластини, оскільки ціна металевого титану в металевих матеріалах набагато нижча, ніж ціна металевого нікелю. Знижуючи витрати, це дає ті самі вигоди. Забезпечення безпечного та надійного виробництва та екологічного захисту навколишнього середовища є ключем до забезпечення якості та кількості промислового виробництва. Металевий титан і його сплави мають відмінну корозійну стійкість, сильну пасиваційну здатність, легко утворюють стабільну пасиваційну плівку, перешкоджають перенесенню електронів і забезпечують гарантії продовження терміну служби обладнання, запобігання витоку, підвищення ефективності виробництва, енергозбереження та захисту навколишнього середовища.

2. Очищення стічних вод
Завдяки дослідженню очищення стічних вод було встановлено, що біологічні процеси важко очищають стічні води. Основними проблемами є тривалий цикл обробки, низька швидкість видалення кольору та складна деградація. Електрохімічний метод отримав широку увагу. Він має такі переваги:

1) Функціональна різноманітність, тобто рідини та відходи можна обробляти прямим або непрямим окисленням органічних сполук, відновленням металу та електроосадженням.

2) Процес обробки простий, і його можна завершити, просто ввівши контрольні параметри струму та напруги.

3) Висока застосовність, не потрібно додавати реагенти, і це можна завершити лише шляхом іонного обміну.
На основі титану має високу стійкість до анодної корозії та чудові фізико-хімічні властивості. При очищенні стічних вод металевий титан в основному використовується як матриця, тобто титановий анод стабільності розмірів, який може сприяти зниженню загального вмісту фенольних сполук, TOC, поглинання та токсичності. У той же час він має такі переваги, як велика питома поверхня, сильна каталітична здатність, низькі втрати та висока стабільність в умовах корозії. Він широко використовується в галузі очищення стічних вод.

3. Металургійна промисловість
Традиційні електроди зі свинцевих сплавів мають високі перенапруги. Матеріали з оксидним покриттям (OCA) можуть знизити напругу батареї та підвищити чистоту катодів із свинцевих сплавів, тому вони широко використовуються як електроди в металургійній промисловості. Однак через корозію під час процесу електролізу продукт легко забруднюється свинцем, а наявність високого вмісту хлоридів обмежить використання свинцевих анодів. Із виданням директив щодо енергозбереження, захисту навколишнього середовища та вуглецевої нейтральності в моїй країні дорогоцінні метали, такі як платина, золото, паладій і графітові електроди зі сплаву свинцю, як електродні матеріали поступово виключаються.

Як виявили дослідження, Ti, Si-C, Al і Pb можна використовувати як аноди. Ti, який називають «алюмінієм 21 століття», має чудові комплексні властивості, такі як низька щільність, стійкість до корозії та висока біосумісність. Це найпоширеніша підкладка анода (OCA, DSA). Аноди на основі титану мають такі переваги, як низька вартість, висока міцність, низьке енергоспоживання, стабільна та ефективна електролітична електродна реакція, і все частіше використовуються в реальному виробництві.

4. Гальванічна промисловість
Причина, чому титанові аноди називають розмірно-стабільними анодами (DSA), полягає в тому, що вони мають кращу корозійну стійкість, ніж свинцеві аноди та графітові електроди, і їх нелегко реагувати з електролітичними розчинами під час процесу електролізу, щоб змінити їхній розмір і форму. Цей анод може задовольнити потреби різних галванічних промислових застосувань, таких як: гальванічне вилучення металевого цинку, кобальту, нікелю, міді, кислотне міднення для виробництва мідної фольги, друкованих плат (PCB), збалансованих анодів, тривалентного гальванічного хрому, тощо

У гальванічній промисловості титанові аноди зазвичай складаються з двох частин: титанової металевої підкладки та активного окислювального покриття. Взагалі кажучи, основний метал повинен мати єдину пропускну здатність по струму, наприклад титан (Ti), тантал (Ta), цирконій (Zr), ніобій (Nb) тощо. Останні три дорогі, складні в обробці та не мають споживна вартість. Таким чином, Ti виділяється своїм простим виробничим процесом, хорошою стійкістю до корозії, високою механічною міцністю та низьким перенапруженням, стаючи найбільш часто використовуваною металевою матрицею електродів. Титановий анод також є ресурсозберігаючим і екологічним матеріалом, який відповідає вимогам поточної національної політики.

Таким чином, титановий анод широко використовується у вищезазначених галузях промисловості, а фактичне виробництво та застосування займають лідируючі позиції в поточній галузі. Титановий анод має чудову корозійну стійкість, хорошу електрокаталітичну активність, високу ефективність, може адаптуватися до різних складних і мінливих робочих середовищ, низьку ціну, економію ресурсів, термін служби до 5-10 років і відсутність забруднення навколишнього середовища.